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文檔簡介
1、海岸帶侵蝕是全球沿海城市普遍面臨的一大難題。為此,如何減少海岸侵蝕保護(hù)海岸帶一直是全球廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題。
崇明島南岸正是面臨同樣問題的地區(qū)之一。為減少海岸侵蝕保護(hù)海岸帶,早在上世紀(jì)50年代,縣水利局就利用灘涂濕地植物--蘆葦(Phragmitesaustralis),構(gòu)建成了蘆葦群落護(hù)岸帶。在過去的幾十年中,蘆葦群落對(duì)崇明南岸岸灘的穩(wěn)定發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而,它正面臨著新的挑戰(zhàn)。近年南岸深水航道建設(shè)及青草沙水庫的建設(shè)勢(shì)必將
2、加劇對(duì)南岸岸灘的沖刷和侵蝕,使南岸坍勢(shì)更為嚴(yán)重。同時(shí)也將對(duì)原有蘆葦群落的護(hù)岸能力提出更高要求。為提升原有蘆葦群落的護(hù)岸能力,在2002和2006年,崇明縣水利局在考慮樹種耐濕性、耐鹽堿性等特性后,從針葉喬木與闊葉喬木,垂直根型與散生根型喬木中篩選出池杉(Taxodiumascendens)、垂柳(Salix babylonica)兩種喬木,在主要防護(hù)岸段沿240cm-370cm潮位線將其分別以2×2m種植密度增配于原有蘆葦群落中,分別構(gòu)
3、建成池杉-蘆葦群落和垂柳-蘆葦群落。目前南岸植物護(hù)岸模式為蘆葦群落、4齡垂柳-蘆葦群落、8齡垂柳-蘆葦群落、4齡池杉-蘆葦群落和8齡池杉-蘆葦群落。對(duì)此,究竟哪種植物配置模式的護(hù)岸能力最佳一直是崇明南岸護(hù)岸林帶建設(shè)與管理中普遍關(guān)注的問題。
要回答好這一關(guān)鍵問題,則主要取決于下述三個(gè)問題的回答:各季節(jié)各植物群落的護(hù)岸特點(diǎn)如何,及各植物群落護(hù)岸能力的季節(jié)變化規(guī)律如何?垂柳-蘆葦群落和池杉-蘆葦群落的護(hù)岸能力隨喬木樹齡的增加產(chǎn)生
4、怎樣的變化?研究區(qū)域岸灘侵蝕過程及侵蝕季節(jié)性變化規(guī)律如何?
本研究利用阻力系數(shù)比、土壤水穩(wěn)性指數(shù)和根長密度三項(xiàng)指標(biāo)對(duì)低潮位(240-270cm潮位線與侵蝕陡坎間岸灘)、中潮位(240-270cm與300-320cm潮位線問岸灘)、高潮位(300-320cm與350-370cm潮位線間岸灘),春季、夏季與秋冬季蘆葦群落、4齡垂柳群落、8齡垂柳群落、4齡池杉群落和8齡池杉群落的地上部分與地下部分護(hù)岸能力進(jìn)行了分析,總結(jié)出了各潮
5、位不同植物群落護(hù)岸能力的季節(jié)變化規(guī)律,并結(jié)合研究區(qū)域岸灘侵蝕過程與侵蝕季節(jié)性變化規(guī)律,指出了崇明南岸護(hù)岸林帶建設(shè)與管理現(xiàn)存的主要問題,并提出了相應(yīng)的優(yōu)化建議,期望能為未來南岸護(hù)岸林帶的建設(shè)與管理提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果與結(jié)論如下:
1)蘆葦群落在各潮位各季節(jié)對(duì)水流的阻力作用最大,在春夏兩季對(duì)中、高潮位岸灘表土層的保護(hù)能力最強(qiáng)從植物地上部分的阻力系數(shù)比分析,在春季、夏季、秋冬季,蘆葦群落的阻力系數(shù)比均高于四種喬草群落,表明
6、蘆葦群落對(duì)水流的阻力作用最大,這與蘆葦群落內(nèi)蘆葦密度最大有關(guān)。從土壤水穩(wěn)性指數(shù)分析,在春夏兩季的中、高潮位,0-20cm表土層中,蘆葦群落的土壤水穩(wěn)性指數(shù)和根長密度均顯著性的高于喬草群落(P<0.05)。如與蘆葦群落土壤水穩(wěn)性指數(shù)相比,在春季中潮位4齡垂柳群落、8齡垂柳群落、4齡池杉群落、8齡池杉群落分別減少了13.2%(P<0.05)、42.8%(P<0.05)、16.2%(P<0.05)、11.7%(P<0.05),高潮位它們分別小
7、13.7%(P<0.05)、42.3%(P<0.05)、11.1%(P<0.05)、10.0%(P<0.05);夏季中潮位它們也分別減少了29.1%(P<0.05)、40.4%(P<0.05)、31.0%(P<0.05)、21.6%(P<0.05),高潮位分別低了8.2%(P<0.05)、47.9%(P<0.05)、21.5%(P<0.05)、12.0%(P<0.05)。土壤水穩(wěn)性指數(shù)(y)主要受根長密度(x)的影響,二者的關(guān)系可用指數(shù)
8、函數(shù)Y=aeb/x表示。
2)4齡垂柳群落在各潮位各季節(jié)對(duì)岸灘20-50cm土層的保護(hù)能力最強(qiáng);8齡池杉群落在低潮位各季節(jié)及中、高潮位秋冬季對(duì)岸灘灘面的保護(hù)能力最強(qiáng)從阻力系數(shù)比分析,所有喬草群落的阻力系數(shù)比均低于蘆葦群落,這與喬草群落中蘆葦密度低于蘆葦群落內(nèi)蘆葦密度有關(guān)。從土壤水穩(wěn)性指數(shù)分析,在0-20cm表土層中,與其它四種群落相比,8齡池杉群落在低潮位各季節(jié)及中、高潮位秋冬季具有最大的土壤水穩(wěn)性指數(shù)和根長密度。如在秋冬
9、季,與8齡池杉群落相比,中潮位蘆葦群落、4齡垂柳群落、8齡垂柳群落和4齡池杉群落下的土壤水穩(wěn)性指數(shù)均分別少7.2%、6.6%、32.7%、2.8%;高潮位它們的土壤水穩(wěn)性指數(shù)則分別減少了19.6%、14.9%、42.9%(P<0.05)、21.8%。在20-50cm土層,在各潮位各季節(jié),五種植物群落中4齡垂柳群落的土壤水穩(wěn)性指數(shù)與根長密度最高。如在低潮位,4齡垂柳群落之后,春季的土壤水穩(wěn)性指數(shù)大小依次為8齡池杉群落、4齡池杉群落、蘆葦群
10、落、8齡垂柳群落,它們分別比4齡垂柳群落低34.5%(P<0.05)、39.8%(P<0.05)、46.5%(P<0.05)、51.8%(P<0.05);夏季則分別是8齡池杉群落>4齡池杉群落>8齡垂柳群落>蘆葦群落,它們與4齡垂柳群落相比,分別降低了0.04%、19.6%(P<0.05)、37.4%(P<0.05)、44.9%(P<0.05);秋冬季則分別是8齡池杉群落>蘆葦群落>4齡池杉群落>8齡垂柳群落,與4齡垂柳群落相比,它們均
11、分別下降了10.1%、46.0%(P<0.05)、49.9%(P<0.05)和50.0%(P<0.05)。土壤水穩(wěn)性指數(shù)主要受根長密度影響,二者的關(guān)系為指數(shù)函數(shù)Y=aeb/x。
3)各潮位各植物群落地上部分阻力系數(shù)比的季節(jié)變化規(guī)律是由春季向夏季和秋冬季增加,地下根系固岸能力的季節(jié)變化規(guī)律則是由春夏兩季向秋冬季減小各植物群落地上部分阻力系數(shù)比的變化規(guī)律均是春季低,夏季與秋冬季較高,由春季向夏季、秋冬季增加。阻力系數(shù)比的變化規(guī)
12、律與群落內(nèi)蘆葦密度緊密相關(guān)。春季正處于蘆葦萌芽期,及受上年冬末蘆葦收割的影響,因而此時(shí)蘆葦密度較低阻力系數(shù)比也低;夏季進(jìn)入蘆葦旺盛生長期,群落內(nèi)蘆葦密度較高阻力系數(shù)比大;進(jìn)入秋冬季雖然進(jìn)入蘆葦開花期,但群落內(nèi)蘆葦密度依然較大阻力系數(shù)比也高。各植物群落內(nèi)表土層和深土層土壤水穩(wěn)性指數(shù)的季節(jié)變化規(guī)律,則正好與阻力系數(shù)比的變化相反,表現(xiàn)為秋冬季最低,春夏兩季高,由春夏兩季向秋冬季減小。這與群落根長密度的季節(jié)變化相關(guān)。春季是植物萌芽階段,夏季是植
13、物旺盛生長階段,這兩季地下根系生長的速度超過根系衰退的速度,所以春夏兩階段的根系量大,根長密度長,土壤水穩(wěn)性指數(shù)較高。秋冬季進(jìn)入植物生長術(shù)期,根系生長速度比春夏逐漸放慢,所以根長密度小,土壤水穩(wěn)性指數(shù)也就低。
4)4齡與8齡喬草群落相比,垂柳群落根系固岸能力隨垂柳樹齡增加而減小,池杉群落地下部分固岸能力隨池杉樹齡增加而增大研究區(qū)域岸灘侵蝕驅(qū)動(dòng)力主要為潮流,侵蝕過程包括灘面侵蝕和侵蝕陡坎蝕退兩類,岸灘穩(wěn)定更為依靠地下根系作用
14、。4齡垂柳與8齡垂柳群落,各潮位各季節(jié)各土層,8齡垂柳群落的土壤水穩(wěn)性指數(shù)均顯著性低于4齡垂柳群落(P<0.05),表明垂柳群落的固岸能力并沒有隨垂柳樹齡的增大而增強(qiáng),而是隨之減弱。其因?yàn)榭赡茉谟谠?×2m的種植密度下,隨著樹齡增加,具有傘形樹冠的垂柳對(duì)其林內(nèi)的“遮光效應(yīng)”也在不斷增加,下層光線的減弱影響了群落內(nèi)喜光植物蘆葦生長,造成8齡垂柳群落內(nèi)蘆葦密度極顯著的低于4齡垂柳群落(P<0.01),顯著的降低了群落的根長密度(P<0.05
15、),從而表現(xiàn)出8齡垂柳群落的土壤水穩(wěn)性指數(shù)與根長密度皆低于4齡垂柳群落。相反,對(duì)于4齡與8齡池杉群落,雖然也同為2×2m的種植密度,但8齡池杉群落的土壤水穩(wěn)性指數(shù)和根長密度在各潮位各季節(jié)各土層均高于4齡池杉群落,池杉群落的固岸能力隨池杉樹齡增加而增強(qiáng)。因?yàn)榭赡苁浅厣紝俾鷺浞N,樹冠為狹圓錐形,對(duì)林內(nèi)蘆葦?shù)恼诠庥绊懖蝗缈焐鷤阈螛涔诘拇沽?br> 5)崇明南岸護(hù)岸林帶建設(shè)與管理中存在:侵蝕陡坎區(qū)域缺乏有效防護(hù)、護(hù)岸植物群落結(jié)構(gòu)配置不
16、合理、群落內(nèi)蘆葦?shù)厣喜糠侄臼崭罡叨冗^低等問題目前南岸侵蝕陡坎上仍多為蘆葦群落。依據(jù)前述研究結(jié)果,僅在中高潮位春夏兩季對(duì)表土層有較強(qiáng)護(hù)岸能力的蘆葦群落將很難滿足減緩或阻止陡坎后退的需要。因此對(duì)侵蝕關(guān)鍵區(qū)域--侵蝕陡坎缺乏有效防護(hù)是當(dāng)前南岸護(hù)岸林帶建設(shè)與管理中存在的最大問題。
6)根據(jù)研究區(qū)域岸灘的侵蝕過程,侵蝕季節(jié)性變化在“春夏儲(chǔ)秋冬輸”和“春夏輸秋冬儲(chǔ)”情景模式下,岸灘需采用不同植物配置方式研究區(qū)域岸灘侵蝕過程包括侵蝕陡
17、坎蝕退和灘面侵蝕兩種類型。本研究假定研究區(qū)域內(nèi)岸灘侵蝕季節(jié)變化規(guī)律存在“春夏儲(chǔ)秋冬輸”“春夏輸秋冬儲(chǔ)”兩種可能情景。
以上需要增配灌木的植物配置模式,灌木可以考慮選擇耐水濕、耐蔭、淺根系的種類,如細(xì)葉水團(tuán)花(Adina rubella)、赤楊(Alnus tinctoria)、花葉柳(Salixintegra cv.Hakuro Nishiki)、海濱木槿(Hibiscus hamabo)??紤]到林帶未來整體的景觀效果,還
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